3 ~, m1 P. B; x& }. A; F 太陽能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展造福人民,其實不僅僅是造福也是賺錢的好途徑,,這篇文章主要在講太陽能聚熱電站的在新疆的可行性文章,,我覺得不僅僅是造福人民和環(huán)境,,鈔票也是滾滾而來呀,。希望各位有錢的大老板一定要做足前期準備以后大撈特撈�,。,�,!( y- o8 z6 y* u) @$ I- M
5 ^( H q1 k+ u; U G3 \0 w4 h& C) I(CSP ) 太陽能聚熱電站工作原理 :太陽能聚熱-----介質(zhì)轉換-----發(fā)電) H& L9 k. g4 x
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美國內(nèi)政部長(USSecretaryoftheInterior)2010年10月26日批準了最大輸出功率約為1GW的集光型太陽熱發(fā)電站(CSP)的建設計劃。這是目前世界最大的CSP建設計劃,。8 `) \ \: c' t6 ]) A& \0 L \
該發(fā)電站計劃由德國太陽千年股份(SolarMillenniumAG)集團在美國加利福尼亞州布萊斯以西約13km(洛杉磯東約350km)處建設,。名稱為“布萊斯太陽能項目(BlytheSolarPowerProject)”�,?偯娣e為28.43km2,,預計總事業(yè)費約60億美元以上。 3 e0 h* p! ?4 ^/ T6 |" D 工程計劃分4期進行,,每期約250MW,,預定第1期工程2010年內(nèi)動工,2013年初完成,。第1期的254MW電力,已由美國加州大型電力公司——南加州愛迪生(SouthernCaliforniaEdison,,SCE)簽訂了20年的購買合同,。具體為,該發(fā)電站的電力將通過同時鋪設的250kV高壓輸電線輸送到科羅拉多河變電站,,并與SCE正在建設的500kV高壓輸電線“Devers-PaloVerdeNo.2”并網(wǎng),。 - ]5 m0 g0 G8 Y6 C 美國政府和加州2010年7月之后,共批準了包含此次BSPP在內(nèi)的6項大型CSP建設計劃,。均預定在加州莫哈韋沙漠中建設,。最大輸出功率共計為3.2GW左右。. k2 H9 q: l& S- Q$ G7 M 水面之下的巨大“冰山” % _% D6 r4 x: T1 m0 o( r( b, h 然而,,上述計劃不過是美國利用太陽能發(fā)電計劃的冰山一角,。還有很多其他的CSP大型計劃,,美國太陽能工業(yè)協(xié)會(SolarEnergyIndustriesAssociation,SEIA)最新統(tǒng)計顯示,,美國共有合計約10GW的建設計劃(PDF資料),。加上約13.4GW的太陽光發(fā)電站建設計劃,共計23.4GW,。 - i5 V' r% E( j9 n9 { H( D( T2 w' ]
5 N/ n# @" [) E 6 v; A s* S. F! |2 f介質(zhì)1 b2 R& I" g: b4 r, p$ _; F
塔克拉瑪干沙海之下,,是一個巨大的水的海洋。塔克拉瑪干沙漠綜合科考隊經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),,在沙漠中心從來沒有水文資料記錄的22.5萬平方千米的沙漠下,,地下水儲藏量達8萬億立方米以上,相當于8條長江一年的水量,,這些水若抽到地上,,可在22.5萬平方千米的沙漠之上鋪起36米厚的水層,幾乎是已知的撒哈拉沙漠“地下�,!钡�3倍,。這些水從哪里來?自然來自周邊山地流下的河流,,沙漠是河流的歸宿,,日積月累,其量自然可觀,。當然,,作為一種靜態(tài)水源,是劃在“不可利用”之列的,。但目前每年流入沙漠河流的側向補給量仍在1.5億立方米,,沙漠河流入滲補給量也超過4.5億立方米。沙漠油田的生產(chǎn),、生活用水,,436千米沙漠公路生態(tài)防護林用水,全靠這部分水源,。遺憾的是,,這些水至今仍未能很好地被利用。+ d6 U; [* y6 h# ^; r
地處塔里木盆地腹心的塔克拉瑪干沙漠,,曾是世界四大古代文明的交匯之地,,又是盛名的絲綢之路經(jīng)臨的地區(qū),歷史遺址眾多,,民俗民情豐富,。漫長的地質(zhì)變遷,造就了塔克拉瑪干的三個“�,!�,;地表是沙海,,地下是水海,深處是油海,。沙海不用說了,,干旱的大漠下面怎么有水海呢?又有多少水呢,?沙漠地下的水,,是日積月累,一年一年地積存下來的,。塔里木盆地常年有水的河流共114條,,大部分都是流程短、水量小的河,,也有7條年流量在5-10億立方米的河和8條年流量大于10億立方米的河,,年總徑流量達392億立方米,這些水大部分都歸于沙漠,。在流入沙漠的地下水側向凈補給量每年在1.5億立方米,,而和田河、克里雅河等地表河在沙漠中入滲補給一年就有4.5億立方米,,不算北部平原入滲補給的水,,沙漠一年就凈得6億立方米以上水量。這樣,,百年,、千年、萬年積累,,就是一個非常巨大的量,。據(jù)調(diào)查,在沙漠腹地過去未經(jīng)水文勘查的22.5萬平方公里的沙漠之下,,地下水的儲量達到8萬億立方米以上,,相當8條長江一年的流量,如果將這8萬億立方米的水全部抽到地面,,22.5萬平方公里的沙漠就會形成一個水深36米的大海,,說這是一個地下海,一點也不過份,。 5 c$ P, C$ d6 m( `5 v2 o7 y- l+ T$ o6 `8 O( A0 J2 k" L* ]' C
沙漠地層深處又是一個巨大的油海也是一個勘探開發(fā)確認的事實。塔里木盆地反復海浸的地質(zhì)史,,曾經(jīng)處熱帶—亞熱帶環(huán)境的生物史,,孕育了埋藏豐富油氣的希望。著名的地質(zhì)學家李四光曾說:“在塔里木盆地,,只要找到含油層,,就可能找到大油田,。”他的預言,,今天終于變成了現(xiàn)實,。塔里木油田,如今已成為中國21世紀石油戰(zhàn)略的重要接替區(qū),。 4 ]8 l; G) Y$ [/ Z# z1 |# V1 y* c2 d" F+ k* g$ Q1 H! d
沙海,、水海、油海,,終于使塔克拉瑪干沙漠這個曾經(jīng)的“死亡之�,!弊兂闪恕跋M!�,。沙子也變成了金,,沙漠南緣的策勒縣,就在開發(fā)的沙荒地上連續(xù)3年創(chuàng)造了皮棉高產(chǎn)世界記錄,;沙漠人參,,被老鄉(xiāng)稱為大蕓的肉蓯蓉,也成為了農(nóng)民的致富產(chǎn)業(yè),。豐富的地下海中的高礦化水,,成為營造沙漠公路生態(tài)防護林的生命之水�,?v貫沙漠南北的兩條沙漠公路和生態(tài)防護林,,如飛舞的黑龍、綠龍,,成為沙漠中極其吸引人的最美的風景線,。塔克拉瑪干沙漠的沙、水,、油三個省,,對我們一個也不能少。. u. |( L% g8 L, p0 C9 v
! V$ {4 Q8 I5 w% n4 N) k5 Z' Z 如果說塔克拉瑪干沙漠是一個“油�,!�,,古爾班通古特沙漠則是一個“煤海”,。 9 O& t' E& I0 w, ~" m5 d% y/ E& w, C6 J- n2 t
古爾班通古特沙漠實際上是由四片沙漠組成:中間是德佐索騰艾里松沙漠,,其北為闊布北—阿克庫姆沙漠,東邊的狹長帶是霍景涅辛沙漠,,在瑪納斯河西岸,,則是索布古爾布格來沙漠,沙漠總面積達4.88萬平方公里,成為中國第二大沙漠,。它與幾乎不下雨的塔克拉瑪干沙漠不同,,冬季有積雪,春季有降雨,,年降水量在100-200毫米之間,。降水在沙漠中形成懸濕沙層,給植物生長創(chuàng)造了良好條件,,是世界最大的梭梭荒漠分布地,,沙漠中半喬木、大灌木,、半灌木,、小灌木、多年生草本,、一年生草本植物層片都很發(fā)育,,植被覆蓋度會達到20-40%,牽制了沙漠的流動,。特別有趣的是,,因冬雪春雨,早春沙地較濕潤,,給一些植物提供了機會,,它們快速發(fā)芽、快速生長,、快速開花,、結果,在盛夏剛到來,,它們就和沙漠“拜拜”了,,避開了高溫加干旱的煎熬。它們的生命周期,,從生到死,,不過一、兩個月,,人們叫它們“短命植物”,,科學的叫法是“速生植物”,它們成為準噶爾區(qū)別于其他沙漠的一種特別的生命現(xiàn)象,。由于多種植物的存在,,古爾班通古特沙漠成為了牲畜放牧的“冬窩子”,也成為了野生動物,,特別是有蹄類動物生存的樂園,,有了盛名的野馬、野驢、賽加羚羊,、鵝喉羚等。 + j! Y( {% j8 G7 d6 g( E " k8 y O! \: Q n) _" V+ I 準噶爾盆地海退早于塔里木盆地,,上升的陸臺為植物界的大繁榮創(chuàng)造了空間,,為大型爬行動物恐龍和大型裸子植物提供了生存條件。侏羅紀的生命大繁榮,,既使準噶爾成為中國硅化木,、恐龍等古生物遺跡最豐富的地區(qū),又使準噶爾成為中國煤藏最豐富的區(qū)域之一,,準噶爾東部,,煤的預測儲量達到3747.6億噸,成為新疆5個千億噸級煤田之首,。 3 [% R) S- r& n9 V, Q9 U. I& q' I" w, f
一個“油�,!保粋“煤�,!�,,使中國最大的兩個沙漠成為最受關注的沙漠。 + V2 r9 q6 }* G) Y沙漠治理觀念中的幾個誤區(qū) ! X# D# T$ r. f1 E" k8 o; l9 p
我是學水土保持的,,但是近幾年水土保持專業(yè)另起了一個名字叫“水土保持和荒漠化治理”,,成為一個專門的專業(yè),就是說水土保持和荒漠化治理有著同根相連的關系,,所以我也被大家認為是荒漠化治理方面的專才,,但是我對荒漠化治理的確是半瓶水,但是看了社會上關注荒漠化治理的同志們的想法,,我又不得不說一些讓大家失望的話,。 \6 D+ K! i2 T7 t . b$ d8 n7 T& t) z 我覺得社會上的人對于沙漠治理在觀念上還有一些誤區(qū),現(xiàn)將其列舉如下:# H4 g0 X4 O% N: i1 H
6 O# r' m: e5 l+ m7 ~: j/ n 首先,,治理沙漠不是固定沙漠,,固定沙漠僅僅是治理沙漠的一個首要步驟。治理沙漠的終極目的是使得沙漠產(chǎn)生某種順向演替,,即原生演替(primary succession),,又稱為初生演替,使得沙漠從沙漠景觀改變?yōu)椴菰坝^或者森林草原景觀,,這些景觀必要的一個條件是有生物生產(chǎn)活動,。同時沙子必要地改變?yōu)槟軌蛏a(chǎn)生物,有一定營養(yǎng)的土壤,。所以,,治理沙漠的一個重要指標是沙子變?yōu)橥寥篮螅翆拥暮穸龋缭诿珵跛厣车氐臇|南部,,經(jīng)過50多年的綜合治理,,有些沙地的土壤厚度已經(jīng)達到了4cm,效果相當不錯,。有了土壤層,,有了腐殖質(zhì)層,沙子一般就不會再流動了,。 % e+ _+ }9 H1 s6 O 1 I+ e4 A7 B& x$ q 一個沒有生物生長的沙地,,用別的化學方法再治理,就是完全固定了也沒有太大的實際意義,。當然對于住宅,,城市和道路還是有些用處的。所以荊州老叔(他的真名叫高德敏)所說的利用沙子造磚,,然后用磚大面積鋪到沙地中的作法沒有實際意義,,尤其對于大面積治理沙漠是沒有意義的。當然,,對于鐵路兩邊,,公路兩邊以及城鎮(zhèn)的沙漠治理是有意義的,而且人們已經(jīng)在行動,。例如,,如果到陜西榆林城去,可以看到在古老的街道和住宅區(qū)的小巷子,,全部是用磚倒立鋪過來的,,其用磚量應該以萬為計量單位了。但是假如用磚鋪了沙地,,沙地就不流動了嗎,?依然不是的,還要流動,。磚本身也會被再次風化為沙子,,僅僅是時間上推后10年左右。 7 E: ]* ^' ~3 t9 F# L+ b9 ^: n ( a9 {5 x, E) _$ g 另外一些人認為用塑料薄膜來覆蓋來治理沙漠,,這也是不可取的,。首先大面積覆蓋不可能,例如塔克拉瑪干沙漠的面積是33.76萬平方公里,,古爾班通古特沙漠面積是4.88萬平方公里,,巴丹吉林沙漠面積約4.43萬平方公里,庫姆塔格沙漠面積約2.2萬平方公里,, 騰格里沙漠面積4.27萬平方公里,,烏蘭布和沙漠總面積約1萬平方公里,,庫布齊沙漠總面積約1.45萬平方公里,加上河西走廊地區(qū)的沙漠和柴達木盆地的沙漠,,中國的沙漠總面積超過52萬平方公里,,要給這么大面積的沙漠覆蓋地膜或者鋪上磚,不僅不可能,,而且沒有必要,。倒回一萬步,即使把地膜全部覆蓋上,,也不會阻止沙漠的前進,首先,,地膜的受力強度很有限,,在7級大風下很快會破壞,第二,,地膜也是會在強烈的日光照射下分解為粉末的,,尤其在極其干燥的條件下,第三,,沙漠中地形是很復雜的,,新月形沙丘的高度就達到了50多米,小的也在十幾米,,鋪設是很困難的,。最根本的,固定流沙不是治理沙漠的終極目的,。我們民間有許多人十分關注沙漠治理,,提出了許多想法,鋪磚和鋪地膜是其中兩個典型的例子,,但是老實說,,都是不可取的。 & G6 Z# M( n7 g- y 6 Q- W* A( n" w9 W; V5 z 荊州高德敏老師還提出一個方案,,就是在沙漠中修建許許多多的儲水窖,,來儲存雪水,這個方法好不好呢,,很好,,但是不夠?qū)嶋H,對于東部沙地是合適的,,但是對于西部沙漠是不合適的,。西部地區(qū)的人們?yōu)榱斯?jié)省水,早就發(fā)明了類似的坎兒井,。高老師可能沒有考慮到降雨量和蒸發(fā)量問題,。我國西部大部分地區(qū)的年降雨量在100mm以下(過了玉門關),,而玉門關以東到榆林這段的降雨量在100mm以上350mm以下。全年降雨量不及南方地區(qū)一天的降雨量,,而且蒸發(fā)量遠遠大于降雨量,,就是說在普通水窖中,也會因為蒸發(fā)和滲漏而消耗掉全部雨水,,特別是西部,。在新疆伊犁地區(qū),多年不降水是經(jīng)常發(fā)生的事情,。所以,,水窖面臨的尷尬是無水可存。而且,,在沙漠地區(qū)修建水窖因為沒有牢固的地基,,所以全部會坍塌。( j" K4 V+ C& S
1 S l( F/ i/ u T& o/ b9 | 治理沙漠的第二個觀念誤區(qū)是混淆了沙漠和沙地的區(qū)別,。一般來說,,我國的沙漠處在寧夏以東的是沙地,我國的沙地多數(shù)處在草原森林景觀地帶,。包括,,呼倫貝爾沙地、松嫩沙地,、科爾沁沙地,、渾善達克沙地和毛烏素沙地,沙地地區(qū)的降雨量一般在250mm以上,,沙地中部分地區(qū)的水量還是很豐沛的,,例如陜西榆林,由于降雨量達到350mm,,有河流水系,,所以這種沙地的治理就比較容易,植物也容易成活,。十年前,,榆林農(nóng)村地區(qū)的地下水的水位僅僅只有5m左右,而且水質(zhì)甘甜爽口,,就是現(xiàn)在榆林人依然在種植水稻,。所以,沙地的問題主要不是流沙固定,,也不是水分不足,,而是土壤沒有形成,生物無法大面積生長問題,。另外一個問題是地下水相對多,,但是地表水很少,,植物無法持續(xù)生存問題�,?茖W家們正在努力解決這些問題,。4 u, \# B; n+ V( m& _! n1 M( @
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沙漠和沙地有什么區(qū)別,區(qū)別第一就是水分,,沙漠中是極其干旱的,,所以我的老師說無法治理是正確的,但是他并沒有說沙地也是無法治理的,,沙地的治理在毛烏素沙地,,在科爾沁沙地都有很好的經(jīng)驗,例如科爾沁沙地引種的樟子松已經(jīng)成為當?shù)氐膬?yōu)勢樹種,,面積很大,。有了水分,就有了生物生長的首要條件,,所以,沙地治理在我國近幾十年成效是很大的,。許多地方的林草覆蓋率已經(jīng)達到70%以上,,沙地中不僅出產(chǎn)象甘草等藥物,而且出產(chǎn)木材,、糧食等作物,。沙漠和沙地的區(qū)別之二,就是沙漠本身沒有植物,,流沙非常多,,而且多是大沙丘,而沙地中天然植物很多,,可以就地利用,。沙漠和沙地的區(qū)別之三是,沙漠中的沙丘是巨大的,,而沙地中的沙丘一般不高,,地形起伏不大,沙漠中沙丘流動性大,,而沙地中的沙丘流動速度很小,。沙漠和沙地的共同點就是都沒有土壤,都是荒漠化地區(qū),,沙子中基本沒有營養(yǎng)物質(zhì),,營養(yǎng)滲漏和流動很快。 7 O/ s# w# s* T1 ~' w2 R . P$ u2 N/ O1 ] 我國的荒漠化面積占國土面積的三分之一,,大約300多萬平方公里,,數(shù)目很大,,但是荒漠化面積并不都是沙地和沙漠面積,還包括荒漠化面積,,石漠化面積,。所謂荒漠化就是指退化土壤的土質(zhì)正在發(fā)生變化,營養(yǎng)正在減少,,有機質(zhì)含量降低,,土壤貧瘠化很嚴重,基本不能再生產(chǎn)植物的土地,,這部分土地是沙風暴的主要源發(fā)地,,多數(shù)是退化草原。而石漠化土地是指,,在強烈水蝕下,,細沙粒土粒被流失殆盡,石頭已經(jīng)裸露的地區(qū),�,;哪恋亍⑹恋睾蜕郴恋毓餐M成了我國的荒漠化土地,,占國土面積的三分之一,,但是這部分土地中有些地區(qū)還在住人,還有希望,。住人地區(qū)的治理可以采用高德敏老師的建議,。但是通常情況下,我們所說的治理沙漠指的是整個沙漠和荒漠化地區(qū),,所以方法就大不相同了,。 9 ~; L: P2 ?: ~, M4 X) Q9 }7 f發(fā)源于雪峰山澗的河流,有的順地勢奔流而下,,滋潤沿途萬物,,匯入大小湖泊;那些不以湖泊為歸宿的河流,,一般都消失在沙漠邊緣,,它們的水量,有相當大的部分滲入沙海深處,。在黃沙漫漫的大漠中穿行,,不經(jīng)意間就會發(fā)現(xiàn)一汪藏在沙中人未知的靜水。據(jù)測算,,僅新疆塔克拉瑪干沙漠下的水儲量就超過8萬億立方米,。】 3 V7 h, o* d/ f) P, D& ^$ L) P; E6 s& n% p X
【記者11日從中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所獲悉,,利用高礦化水栽種固沙植物的技術將運用于新疆第二條沙漠公路——阿拉爾至和田沙漠公路,,建設我國第二條沙漠公路綠色長廊,。 & H8 {' n7 Q0 o+ }9 Z5 G. h; ?/ ]0 G9 J( l
據(jù)中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所副所長雷加強介紹,用高礦化地下水資源解決植物固沙的“水”問題在塔克拉瑪干沙漠油氣勘探開發(fā)區(qū)和油區(qū)公路防護中已普遍推廣應用,,這一技術也將在阿拉爾至和田沙漠公路沿線全面應用,,將建成繼塔里木沙漠公路綠化工程之后的第二條人工沙漠公路綠色長廊。 . W4 Z% W& ?1 K( @ I1 t( N4 b" d, t, B( {. { j @* T 通過10余年的科技攻關,,科技工作者攻克了利用高礦化水進行植物固沙的技術難關,,利用新疆沙漠地區(qū)豐富的高礦化地下水滴水灌溉植物。由于沙漠地區(qū)的高滲透性和沙粒對鹽分的高吸附性,,使得植物可以獲取相對淡化的水源,,加上所選擇的花棒、沙棗,、胡楊,、梭梭、紅柳等植物耐鹽,、泌鹽的生理性能,,高礦化灌溉水的固沙造林成活保持率達到80%以上。" v e# }9 _( N/ d/ i* Y* c+ p9 y
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據(jù)中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所學術秘書胡文康介紹,,世界最長的流動性沙漠公路塔里木沙漠公路的生態(tài)防護林即是采用高礦化灌溉水栽種植物,,培育林帶總面積4.7萬畝,植樹約2000萬株,,是世界沙漠中最長的一條人工綠色長廊。第二條沙漠公路的沿線水質(zhì)比塔里木沙漠公路沿線水質(zhì)好,,因此,,利用高礦化水防沙固沙的效益和效率將更高。 % f% J$ {2 }$ P6 `3 v- X; T! e8 v8 D
我國第二條沙漠公路縱貫被稱為“死亡之�,!钡男陆死敻缮衬�,,全長424公里,公路等級為二級,,總投資7.9億元,,于8月1日完成瀝青路面鋪設,計劃10月正式通車,。 1 W3 _, M4 g9 H3 j) _6 z! E, P ' w/ {$ c8 E* m0 U( B) L0 n 相關資料顯示,,該項目旨在2050年之前在撒哈拉沙漠建設巨型的太陽能發(fā)電站,通過穿越沙漠及地中海的輸電線向歐洲提供每年所需15%的電能,。若一切順利,,項目最早將從2015年開始將部分電力輸送到歐洲,同時也可向北非地區(qū)供電,。+ G/ x8 C1 E+ [( n
“Desertec計劃”的市場部負責人邁克爾·斯特拉布通過電子郵件介紹說,,讓撒哈拉沙漠為未來歐洲提供電力并非突發(fā)奇想,,而是經(jīng)過多方長期研究得出的結論。* u& x5 Q# b! P* L2 b
斯特拉布的電子郵件援引德國宇航中心的一份研究報告表明,,40年后,,沙漠地區(qū)的太陽能發(fā)電站將有能力滿足歐洲、中東和北非地區(qū)用電需求總和的一半,。 & v" p2 h `% A# u4 h 為何選擇在北非,、中東地帶建造創(chuàng)紀錄規(guī)模的太陽能發(fā)電站? % G7 {6 N( v" n$ @" q5 h$ k 對此,,斯特拉布解釋說,,這主要是因為這片地區(qū)擁有充足的太陽能資源。& ?' W- E( u; H4 A3 B
他認為,,即使同日照非常充足的歐洲南部相比,,北非的太陽輻射強度還要高出整整一倍,而且這里不像歐洲那樣會受到季節(jié)的影響,。 % R ~ O8 R/ u) y5 m, J 斯特拉布算了“一筆賬”:中東和北非每平方公里的土地,,每年吸收的太陽能等于150萬桶原油。假設在這里建造一個像埃及納賽爾湖同樣面積,,即約4000平方公里的太陽能發(fā)電站,,那么每年生產(chǎn)的發(fā)電總量換算后將等同于中東地區(qū)每年的石油產(chǎn)量。( C1 P8 n z6 F, l; P
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) G& }& v- \% X: x5 g8 P% j; R 作者: TT杜蕾斯TT 時間: 2012-3-29 19:25 太陽能聚熱電站' l; x% \% S' z. l+ a, Q
知道歐洲要在非洲建立太陽能電站嗎,?發(fā)電量可以提供歐洲總消耗的15%,,放著我們自己的太陽能不用,咱們也去非洲嗎,?要知道西藏和新疆的光照時間在3000小時一年啊,,其發(fā)電量足以供應全中國,不比你燒煤強,? " p: B# \; }5 p- ~2 ]. {' V0 w/ J v2 W$ I0 p8 D. \需要投入4000億歐元,,建成后能向歐洲提供每年所需的15%電能 撒哈拉沙漠位于阿特拉斯山脈和地中海以南,西起大西洋海岸,,東到紅海之濱,,橫貫非洲大陸北部,東西長達5600公里,,南北寬約1600公里,,面積約960萬平方公里,約占非洲總面積32%,,分布在西撒哈拉,、毛里塔尼亞、馬里、阿爾及利亞,、尼日爾,、突尼斯、利比亞,、乍得,、埃及、蘇丹等十多個國家和地區(qū),。 . x3 G( ]6 P" x% V& \ z8 @6 j/ ] 其實,,沙漠中的民眾可以絕處逢生,前提是充分利用撒哈拉沙漠的太陽能,。未來可以出現(xiàn)這樣的場景:綿延數(shù)公里的銀色太陽能反射板,,收集陽光用于發(fā)電,多余熱量被用來加熱海水,,將其變成可供飲用的淡水,。此外,在太陽能反射板下的陰涼處,,可以種植農(nóng)作物,。 : N2 ~ N7 u3 z& D/ h& T4 V0 p' n* _ 現(xiàn)實和夢想的距離,可能沒有想象中的那么遙遠,。最近,,多家歐洲企業(yè)達成了一項在北非撒哈拉地區(qū)建造太陽能發(fā)電工程的計劃(簡稱“Desertec計劃”)。該計劃為歐洲提供清潔能源,,預計2050年完成,。屆時,這座全球最大的太陽能發(fā)電站將滿足15%的歐洲能源需求,。. Z4 c3 A& u. j, m4 Q
12家歐企成立基金會 * ^) E- Z- l( C+ F0 y8 c4 W 經(jīng)過兩年的前期調(diào)研,,由12家歐洲企業(yè)組成的沙漠技術工業(yè)倡議基金會于10月30日正式成立,這意味著撒哈拉沙漠巨型太陽能電力計劃拉開序幕,。 7 k; r# @1 z2 W* s 相關資料顯示,,該項目旨在2050年之前在撒哈拉沙漠建設巨型的太陽能發(fā)電站,,通過穿越沙漠及地中海的輸電線向歐洲提供每年所需15%的電能,。若一切順利,項目最早將從2015年開始將部分電力輸送到歐洲,,同時也可向北非地區(qū)供電,。 1 h9 k) Z( c$ S7 E6 s8 e4 u. S1 C “Desertec計劃”的市場部負責人邁克爾·斯特拉布通過電子郵件介紹說,讓撒哈拉沙漠為未來歐洲提供電力并非突發(fā)奇想,,而是經(jīng)過多方長期研究得出的結論,。 ! n5 o% W! ]( f( S+ ^ 斯特拉布的電子郵件援引德國宇航中心的一份研究報告表明,40年后,沙漠地區(qū)的太陽能發(fā)電站將有能力滿足歐洲,、中東和北非地區(qū)用電需求總和的一半,。/ N7 f0 w* r8 b$ W/ H7 |% p
為何選擇在北非、中東地帶建造創(chuàng)紀錄規(guī)模的太陽能發(fā)電站,? 2 s# |. E! p7 t9 z* U& | 對此,,斯特拉布解釋說,這主要是因為這片地區(qū)擁有充足的太陽能資源,。 I7 W$ t6 g- H- l D5 r9 [/ o 他認為,,即使同日照非常充足的歐洲南部相比,北非的太陽輻射強度還要高出整整一倍,,而且這里不像歐洲那樣會受到季節(jié)的影響,。# t" t4 x' k% X$ p& q! P x% W
斯特拉布算了“一筆賬”:中東和北非每平方公里的土地,每年吸收的太陽能等于150萬桶原油,。假設在這里建造一個像埃及納賽爾湖同樣面積,,即約4000平方公里的太陽能發(fā)電站,那么每年生產(chǎn)的發(fā)電總量換算后將等同于中東地區(qū)每年的石油產(chǎn)量,。( @$ \2 _6 V: z# f; G( E: Z
太陽能:撒哈拉的寶藏 1 S; m0 k. {6 c1 @% N 石油每年以驚人的速度銳減,,化石燃料的大量消耗,也導致地球氣候發(fā)生變化,。尋找更加清潔,、經(jīng)濟的能源,成了當務之急,。+ f; S' Q- |6 G8 G
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這家名為DII(The Desertec Industrial Initiative)的組織,,由歐洲12家大型企業(yè)聯(lián)合組成,它成立的唯一目標就是在撒哈拉沙漠中建立太陽能熱發(fā)電廠,。架設9000平方公里的太陽能電板,,就能夠滿足全世界的電力需求,而這個面積與近900萬平方公里的撒哈拉沙漠相比,,只不過是滄海一粟,。- u. v$ S D( Y) b1 ]
' v1 ]6 u5 ?4 v N3 k3 [5 F 不過,到目前為止,,整個計劃只停留在理論研究階段,,而且已發(fā)展了數(shù)十年的化石能源產(chǎn)業(yè)也不可能在一夜之間全部轉換為太陽能。目前,,DII的目標比較現(xiàn)實:到2050年,,撒哈拉沙漠上的太陽能發(fā)電量可以滿足歐洲電力需求的15%。. j. n0 n+ ]: Q% t
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在沙漠,,低級別的技術將遭遇更加尖端的技術,。整個項目的想法很簡單,,收集太陽光,將水轉換成水蒸汽,,啟動渦輪機,。整個過程,不需要復雜的核聚變技術,,不需要高端的太陽能硅電池,,也不需要地底下儲存的二氧化碳—只需要堅實可靠的工程作業(yè),而這些,,100年多前的歐洲就已經(jīng)實現(xiàn)了,。 ( p7 o/ i1 L! |( t! @6 R : R4 q8 _, Y/ Y7 x+ R* Z* f- `3 K- M 真正的挑戰(zhàn)來自一些細節(jié)。如何能夠提高太陽能發(fā)電的效率,,并且讓它能夠成為石化技術和核技術的有力競爭者,,來自德國的工程師們正為此而奮戰(zhàn)。他們的研究發(fā)現(xiàn),,太陽能發(fā)電的效率可以接近20%,。這些工程師們相信,到2020年,,沙漠發(fā)電廠將會比在德國同類型的成本更低,。 $ f' B1 ?2 \2 H * d+ W. \ v) O8 \$ d/ o 當前主要有四種收集太陽能的方式:槽形拋物面集熱器,菲涅耳集熱器,,電力塔和旋轉拋物面集熱器,。& J @' C! r5 H0 A/ |
1 u8 [; I+ H& E" A+ I7 D 德國肖特太陽能有限公司的主管尼克勞斯·本茨認為,槽形拋物面集熱器將是現(xiàn)階段比較合理的選擇:“我們在這方面有很豐富的經(jīng)驗,。在美國加利福利亞州的莫哈韋沙漠,,使用槽形拋物面集熱器的太陽能發(fā)電廠已經(jīng)運作了25年了�,!彼透露,,這座發(fā)電廠的壽命可達40年。 4 R& K- X+ L) w' o7 V. n 9 P; d, @) l5 D/ z) R } 槽形拋物面集熱器,,是通過一片片有拋物面的弧形玻璃,,將太陽能輻射線聚集在含有特殊油質(zhì)的氣管中。油將加熱到400攝氏度,,這個熱度隨后會把水轉換為水蒸氣,。這些蒸氣將驅(qū)動渦輪發(fā)電。整個發(fā)電過程中,,槽形都會保持傾斜,,以便能夠更好地捕捉到每天不同時段的太陽光,。1 Z- T d, Q$ W& K
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菲涅耳集熱器的工作原理類似前者,。但它并不是由一片一片的玻璃制成。而是由一片片小鏡面組成。這也使得它的成本相對來說更加低廉,,但效率也相應降低,。不僅如此,本茨還指出,,目前還沒有企業(yè)和制造商在這方面有經(jīng)驗,,“現(xiàn)在還沒有人能夠用鏡面的集熱器建造太陽能發(fā)電廠。% |& x& c; A+ H' J& M+ P7 q9 B
% m8 k% d2 c6 R. m* T; m* w- c1 Z 電力塔主要將吸收到的太陽能射線集中到塔中,。它的優(yōu)勢就是可以產(chǎn)生足夠高的溫度,,從而使得被加熱的空氣可以直接用來推動渦輪機。現(xiàn)在德國的科學家們正密切關注在科隆地區(qū)的相關示范模型,。, a4 D: C% F' M7 } ?9 s& O
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最后是旋轉拋物面集熱器,,它的外形看上去有點像衛(wèi)星接收器,它結合電力塔和槽形拋物面集熱器的技術來收集太陽能,。 6 ` Q+ {( M; \0 v+ r; _8 [7 k+ P& m2 F4 w& @! T; Z) O
太陽能發(fā)電成本高 5 Q5 m/ ^& ^ u; h' \0 P/ [, {, ^" { I: d& s3 n$ J* J
雖然沙漠經(jīng)常晴空萬里,,但是條件卻并不總是令人滿意。這也引發(fā)了關于太陽能發(fā)電廠的一系列問題:這些敏感的接收器是否能夠抵御強大的沙塵暴,?電廠能否設在流動的沙丘上,?如何在茫茫沙漠獲得必需的水—從而轉換成推動渦輪的水蒸氣?最后一個問題,,在夜晚,,這些設備如何運作? # m( F& {$ a. \+ I6 @+ p- x& ~' ^ ) I' {% C+ T x$ _1 q/ ] 太陽能光熱發(fā)電相比太陽能光伏發(fā)電的一大優(yōu)勢就是它能夠產(chǎn)生更易儲存的熱,。因此,,可以將上千噸硝酸鉀、硝酸鈉熔鹽鋪在太陽能發(fā)電廠的設備槽中,。這些無毒的化學物質(zhì)可以將白天吸收的熱能儲存在槽中,,等到晚上的時候再釋放出來,可以驅(qū)動渦輪繼續(xù)運轉長達7.5個小時,。6 w2 y. {2 p9 K, o* e" P
6 G0 q9 A$ @$ K 沙塵暴問題確實讓人頭疼,,不過有專家指出,美國的加利福利亞州的莫哈韋沙漠有9座太陽能發(fā)電廠,,但卻沒有發(fā)現(xiàn)類似問題,。德國太陽千年股份有限公司正在西班牙建設它們的第三座太陽能發(fā)電廠,該公司的技術顧問認為,,一旦遭受沙塵暴的危害,,接收器可以自由移動到受保護的方向,等塵暴過后再進行清理,�,!拔覀冄兄屏讼嚓P的清潔機器人,,可以自動清潔接收器上的沙子和灰塵,整個過程只需要消耗少量的水,�,!边@個顧問解釋道。此外,,他還表示,,沙丘同樣不是問題�,!爱斎藗冋f到沙漠,,總是不由自主地想到那些可怕的移動沙丘�,!彼f,,“但實際上,撒哈拉80%的地方都是由石頭和碎石組成,。' j( l5 w/ \0 N- N
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至于水的問題,,本茨表示:“水冷卻技術是一種選擇,如果你需要,,你也可以冷卻空氣,,但這會使工廠浪費4%的效能。" w7 ~* q- h s2 u. P. @% I: O
! k3 t# m: t4 ?3 ]" y2 h2 N9 G) x 另一個巨大的問題就是成本問題,。太陽熱能的成本約為20歐分每千瓦時,,相對于一常規(guī)發(fā)電來說,它的成本還是比較昂貴,。但在一些專家看來,,如果太陽能電廠能夠建造在陽光充足的地區(qū),它的成本就可以下降到18歐分,,甚至14歐分,。 2 l" K! ^7 x) O$ }' _) A$ D: _/ l+ {% [. i! R
“到2020年,每千瓦時的太陽能的成本可能小于10歐分,�,!币幻麑<翌A測。如果考慮到日益瘋漲的油價以及排放二氧化碳的成本,,太陽能越來越有競爭力,。 ) J' l- E1 E2 e, y " v, L2 T9 j7 [ J 那么,建設一座太陽熱能發(fā)電廠的成本如何,?250兆瓦的槽形拋物面集熱器以及含硝酸鹽的儲存槽將要耗費10億歐元,。相比之下,煤電和核電廠由于效能較高(能夠達到45%和35%),,成本也較低,。建造一個12億歐元的煤電廠,,效能可以達到太陽能發(fā)電廠的近4倍。當然,,后者需要大量的煤供應,顯然要耗費成本,,而太陽光卻是免費的,。 + s- \. i# k% n5 }$ `" i3 M7 S" \ U# ~, P
盡管煤電和核電廠的效率更高,但是還有很多因素沒有考慮在內(nèi),。比如,,開采煤礦和提煉鈾礦的成本、對環(huán)境的破壞以及排放出的二氧化碳,。此外,,處理完的廢料和二氧化碳還必須再做處理。 5 P, S- i% ` P9 F: A$ v2 F+ k `% s4 [. t* i$ w' I) F. q, T {( Q+ x3 g, g
從2013年起,,燃煤電廠將不得不為產(chǎn)生的每一噸二氧化碳埋單,,而太陽能熱電廠沒有廢氣排放,建成20年后將收回成本,。8 v7 ^/ Y% ^2 M4 ~+ I
歐洲太陽能研究所的資深科學家維爾納·普拉策向《明鏡周刊》透露,,由于目前只有少部分工廠使用,槽形拋物面集熱器尚未大規(guī)模生產(chǎn),。一旦改變這種局面,,它們的價格將更加低廉。建造更多的太陽能發(fā)電廠,,將使得未來的建造更加低廉和快速,,技術也能得到切實的改進。 # s' p; Y1 V8 [" L2 h! d 現(xiàn)今的太陽能發(fā)電廠一般都是建在接近電力用戶的地方,。但在不久的將來,,專家們相信,這些清潔能源將能夠遠距離輸送到千家萬戶,。要做到這一點,,就需要建造高壓直流電纜,因為交流電纜會在運送過程中消耗太多電力,。 - r; A% x6 b) M+ x+ n7 e1 M" K) a$ |2 o( c4 q
這種技術目前得到了很多應用,,德國ABB公司在陸上和海底鋪設直流高壓電纜多年�,!拔覀冊�(jīng)在挪威和荷蘭之間鋪設580公里長的電纜,。”該公司經(jīng)理表示,。據(jù)他介紹,,整個過程耗時2周,,耗費6億歐元。11厘米厚的電纜,,將兩國的全部電網(wǎng)連接起來,。& c, Q5 x7 B6 V# P: G Z6 U
3 Y% C( t; P* \8 L" }0 D1 b 目前,最大的陸上電纜鋪設在中國和印度,。在中國,,云南金沙江的向家壩水電站能夠為上海居民輸送電力,整條高壓直流電纜超過2000公里,,但輸送過程之中的電能消耗僅占7%,。據(jù)專家介紹,這種電纜的另外一個好處就是,,“它們能夠鋪設在地底下”,。 ( v' x9 }, t5 _( ~, Y$ L1 W& @0 B1 g# l9 R, ]* z/ E
地中海聯(lián)盟國家目前已經(jīng)明確表示,他們希望在2020年,,可再生能源的使用能夠增加到200億瓦特,,其中,約100億-120億是太陽熱能,,這樣就可以取代德國將近一半的核電廠,。8 W$ C1 y5 w: T% j& N. e) p M
6 R3 y3 N6 y% d/ b G 西班牙政府已經(jīng)設定了相關的目標,計劃在2013年,,將30億瓦特的太陽熱能納入其國家電力的計劃之中,。阿爾及利亞、摩洛哥,、阿布扎比和埃及也開始建造相關的太陽能發(fā)電廠,。中國、南非和印度對這些技術也表示出巨大的興趣,。 . ~2 ]( G( f6 F6 c* K2 S; f2 O# t$ l. K. |+ D
Desertec目前給自己設定的目標是在2050年滿足歐洲15%的電力需求,。這個目標也需要撒哈拉沙漠周邊的北非和中東國家的支持。滿足歐洲的需求需要1000億瓦特的生產(chǎn)能力,,成本將達到4000億歐元,,耗時40余年,3500億用于工廠建造,,500億用于鋪設高壓電網(wǎng),。2 j$ {, o& [& P9 H/ W